CN113259296B - 一种基于分段序列的抗衰落同步方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于分段序列的抗衰落同步方法，包含如下步骤：粗同步时利用同步序列进行互相关得到相关值并与设定的门限比较，根据最大多径时延取超过门限的相关值前后一定范围作为搜索区域，细同步时对搜索范围内的每一个点都进行互相关运算，利用同步帧中的分段同步序列同步信息对相关值进行修正，根据修正后的相关值，利用聚类的思想完成帧定时同步，利用同步帧中的信令信息部分进行同步错帧判定。本发明的一种基于分段序列的抗衰落同步方法，可以有效提高同步的速度和性能，通过采用分段同步序列的方式，在同步序列的距离大于相干时间时，可以对信道的多径衰落情况做更全面的估计，并且通过对多径信息的整理，可以在帧定时同步的时候有更多的判断依据。

Description

一种基于分段序列的抗衰落同步方法
技术领域
本发明属于无线通信系统设计技术领域，涉及一种基于分段序列的抗衰落同步方法，该方法可以用于移动通信系统中。
背景技术
在无线通信系统中，由多径效应和多普勒效应带来的频率选择性衰落和符号间干扰 (ISI)会严重影响通信的可靠性。采用正交频分复用技术和单载波频域均衡技术均能很好的抵抗这些干扰。
OFDM系统引入循环前缀(CP)，只要的定位在合适的位置，那么多径只会带来线性相移，可以很轻易的通过信道估计均衡消除，而不会引入ISI。但是当定位不准确的时候，还是容易引入一定的ISI。而且在多径衰落信道中，由于衰落的影响，在同步阶段有时会对多径的位置产生误判，导致同步的位置存在一定的偏差，加大了引入ISI的概率。而在单载波系统中，对时偏比较敏感，特别是采用独特字(UW)结构单载波系统，需要准确帧定时估计以获得准确的UW数据，才能比较好的用于信道估计和均衡中。目前基于相关的方法在得到的符合条件的相关值序列后，通常取第一个超过门限的相关值位置作为帧定时同步的位置，但是在多径衰落信道下，这种选择不一定是最优的，一些径的能量可能在后续会变大或者变小，而这个方案并不能考虑到这种情况，还是会有一定的性能损失。因此本设计对这种情况进行改进，提出了一种基于分段序列的抗衰落同步方法，在多径衰落信道下，可以对多径的情况进行进一步的估计，得到的更准确的帧定时位置，并且结合同步帧中携带有信令信息的编码序列，可以对同步错帧进行一定的判断。本设计适用于移动通信系统。
发明内容
发明目的：为了克服目前的帧定时同步只是简单的将第一个超过门限的相关值的点作为帧同步的结果，从而忽略多径衰落信道下的多径信息，造成定时信息不够准确，影响系统性能等问题，从而提出了一种基于分段序列的抗衰落同步方法。
技术方案：一种基于分段序列的抗衰落同步方法，该方法可用于移动通信系统或者 OFDM系统中，所述的方法包含如下步骤：
步骤1：对接收信号进行粗同步，接收信号为多倍采样信号，即一个码元对应多个样点，需要先抽取得到单倍采样下的接收信号，利用简化的频偏试探的方法计算单倍采样信号与本地同步帧中相同同步序列之间的互相关并得到相关值序列，如果检测到相关值序列中有相关值超过设定的门限，则认为检测到同步帧，可以进行后续步骤，否则继续计算相关值与门限比较；
步骤2：根据最大多径时延，在多倍采样的接收信号中取粗同步中超过门限相关值前后一定范围作为多倍采样下的搜索区域；
步骤3：细同步时，对多倍采样下的搜索区域中的每一点计算互相关值，得到新的相关值序列；
步骤4：由于同步帧中含有分段不同的同步序列，每段同步序列都将计算得到一段相关值序列，因此在细同步时可以计算得到多段相关值序列，对多段相关值序列对齐叠加可以得到修正后的相关值序列；
步骤5：筛选有效径，利用聚类的方法将连在一起的有效径归为同一类，先依据每个类中的最大有效径进行初步的帧定时同步，再依据剩余的有效径完成帧定时同步；
步骤6：按照帧定时同步的结果确定同步帧中信令部分的位置，对信令部分进行译码并检查其中所包含的CRC信息，根据CRC信息是否正确以及所检测到的同步序列情况进行同步错帧判定；
进一步地，同步帧的具体生成步骤如下：
同步帧由前、中、后三部分构成；同步帧前后部分需要选择两段相同长度的不同同步序列进行互相关运算，同步序列选择自相关特性较好的序列，即具有尖锐的相关峰的序列，同步序列可以由多段不同的m序列构成，且由于序列不同，在互相关时可以准确定位信令部分位置；同步帧中间部分包含带CRC校验信息的信令信息，信令信息先由 LTE规定的里德-马勒(Reed Muller,RM)编码方式进行编码，然后经过DSSS直接序列扩频，最后将导频以等间隔的方式插入到扩频后的序列中，其中导频也可以采用m序列。
进一步地，同步帧中多段不同的同步序列可以为两段不同的同步序列。
进一步地，步骤1具体包含如下子步骤：
首先，步骤1中相关值序列的相关值，经过功率归一化后作为同步判决变量M(d)，具体公式如下：
Figure BDA0003063831650000031
Figure BDA0003063831650000032
M(d)＝P(d)/R(d) (3)
其中，所计算得到未功率归一化的相关值为P(d)，多倍采样率下的接收信号序列为 r(d)，本地同步序列经过星座映射得到s(d)，*表示共轭计算，d为当前定时估计的定时点计算位置，N为同步序列的长度，Δf为频偏试探的步长，fs为采样率，L为每个符号持续的样点数，
Figure BDA0003063831650000033
为频偏试探的序号，取决于试探次数tn。
根据同步帧中的两段同步序列可以得到两部分同步判决变量，若两段不同同步序列的同步判决变量任一超过各自的判决门限，则认为粗同步成功，计算判决门限的具体公式如下：
G(d)＝ρ×max{M(d-W),…,M(d-Td)} (4)
其中，判决门限G(d)设置为当前时刻前一部分同步判决变量中的最大值乘一个固定系数ρ得到，Td是由最大多径时延确定，W则表示自己设定的长度；
最后，为了在粗同步时，减少相关值计算的复杂度，对相关值的序列进行了简化，简化后的具体公式如下：
Figure BDA0003063831650000034
Figure BDA0003063831650000035
以每段长为lp的方式将长为N的同步序列分成了Np段，认为每一段内部的相位是一致的，先在当前样点d时刻，将第p段序列与经过星座映射的本地同步序列s(d)进行相关得到部分相关值rp(d,p)，通过对分段相关的结果进行频偏试探，取最大的相关值最为最终的相关值P'(d)，其中fs为采样率，Δf为频偏试探的步长，L为每个符号持续的样点数
Figure BDA0003063831650000041
为频偏试探的序号，取决于试探次数tn。
进一步地，步骤2中所述搜索区域，取粗同步时相关值序列中超过门限的样点位置dRough左右两侧一定数量点为搜索区间，若当前采样率为fs，最大多径时延为τmax，取左右两侧点的数量各为2fsτmax个点，通常过门限的位置有多个，那么将生成多个搜索区域，将所有的搜索区域合并即可。
进一步地，步骤3对多倍采样下的搜索区域中每一点计算互相关值的具体过程如下：
Figure BDA0003063831650000042
式7计算相关值原理与完整的频率试探计算原理相同，但是考虑到该算式的复杂度较高，且粗同步时已经对最佳的频偏补偿值有一个较为准确的估计，因此将式1中的频偏试探序号k，修改为粗同步时试探出来的最佳频偏试探序号kbest。
进一步地，步骤4利用两段不同同步序列的到的互相关值序列对相关值序列进行修正的具体过程如下：
若两段不同的同步序列均通过了粗同步的检测，那么将得到两段相关值序列，按照同步头中两段同步序列的距离，对两段相关值序列进行偏移后叠加得到修正后的相关值序列，若两段不同的同步序列只有一段通过了粗同步的检测，则该步骤可以省略。
进一步地，步骤5中需要先对相关值序列进行有效径的判断，其具体过程如下：
步骤5-1：首先进行聚类，以修正后相关值序列中的最大相关值乘上设定的系数作为门限，筛选出修正后的相关值序列中超过门限的值视为有效径，利用聚类的思想将连在一起的有效径归为同一类，即认为是一条径及其旁瓣或者是多个径因为距离过近而连在一起，其中，上述的系数随信噪比条件做调整，信噪比条件越大，系数设定的越高；
步骤5-2：设定最大窗长，进行精确帧定时同步的时候，本设计的导频采用了与OFDM中循环前缀和循环后缀相同的构造方法，可以由一次估计操作对多径情况进行估计，并且可以根据多径的信息对均衡的结果进行优化，因此需要对帧定时同步位置进行更准确的判断，得以在做信道估计的时候包含更多的多径信息，而导频所估计的最大的多径长度是有限的，帧定时的步骤等效于去确定一个有限长度的窗的起始位置，使得导频能在该窗内得到更多的多径信息；
步骤5-3：包含每个类的最大相关值，在窗的定位的过程中，初始设置当前窗长为0，在不超过窗最大长度的前提下，窗以相关值从大到小的顺序优先将每个聚类中最大的相关值包含进窗内，同时对当前窗进行相应的扩展；
步骤5-4：包含剩余相关值，然后将剩余还未包含在窗内的所有有效径按照相关值从大到小的顺序，依次试图全部包含，同样窗长不能超过最大长度的限制；
步骤5-5：扩展至最大窗长，若已经包含所有有效径的情况下，仍未达到最大窗长，那么窗向左右两侧均匀伸长，但为了抵抗晶振偏差所导致的同步位置的偏移，优先向端点处相关值更大的一侧伸长。
进一步地，步骤6中可以根据RM码译码情况和CRC校验信息进行同步错帧判定，其具体过程如下：
由于RM码内的信令部分含有一定的CRC信息，可以利用CRC判断RM译码是否正确，当两段不同的同步序列都被捕获到，且两段同步序列位置的距离与同步帧中这两段同步序列的距离相近，则认为是这是正确同步，当两段同步序列只有一段被捕获时，则需要判断RM码译码是否正确，如果CRC校验正确，则认为是正确同步；如果CRC 校验错误，则认为是同步错误，忽略此时同步。
有益效果：本发明的优点在于，同步帧中的编码序列利用RM码编码方法的规则性和译码性能的简单性对信令进行编译码，可以有效提高同步的速度和性能，同时，通过采用分段同步序列的方式，在同步序列的距离大于相干时间时，可以对信道的多径衰落情况做更全面的估计，并且通过对多径信息的整理，可以在帧定时同步的时候有更多的判断依据。通过采用对相关值先聚类，先依据各个聚类中的最大值进行定时判断，然后根据剩余的相关值进行后续的定时判断，可以有效的降低由于衰落对多径下帧定时同步的影响，而且通过采用带CRC的RM码辅助的方式，携带信令信息的同时，可以对虚警概率进行降低。经过仿真验证，本设计的帧定时同步算法性能可以在多径衰落的信道下，对系统性能有较好的增益。并且在较低的信噪比下，依然能够提供比较好的性能增益。
附图说明
图1是本发明的设计流程图；
图2是本发明的同步帧结构的一种示例；
图3表示了本发明中导频的构造方法；
图4是细同步时确定帧定时同步位置的示例，图4(a)为聚类结果，图4(b)为包含第一类中最大相关值后的有效窗，图4(c)为包含第二类中最大相关值后的有效窗，图4(d)为包含剩余相关值后的有效窗，图4(e)为扩展至最大窗后的有效窗。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明的设计流程图，本发明的一种基于分段序列的抗衰落同步方法方法包含如下步骤：
步骤1：对接收信号进行粗同步，接收信号为多倍采样信号，即一个码元对应多个样点，需要先抽取得到单倍采样下的接收信号，利用简化的频偏试探的方法计算单倍采样信号与本地同步帧中相同同步序列之间的互相关并得到相关值序列，如果检测到相关值序列中有相关值超过设定的门限，则认为检测到同步帧，可以进行后续步骤，否则继续计算相关值与门限比较；
步骤2：根据最大多径时延，在多倍采样的接收信号中取粗同步中超过门限相关值前后一定范围作为多倍采样下的搜索区域；
步骤3：细同步时，对多倍采样下的搜索区域中的每一点计算互相关值，得到新的相关值序列；
步骤4：由于同步帧中含有分段不同的同步序列，每段同步序列都将计算得到一段相关值序列，因此在细同步时可以计算得到多段相关值序列，对多段相关值序列对齐叠加可以得到修正后的相关值序列；
步骤5：筛选有效径，利用聚类的方法将连在一起的有效径归为同一类，先依据每个类中的最大有效径进行初步的帧定时同步，再依据剩余的有效径完成帧定时同步；
步骤6：按照帧定时同步的结果确定同步帧中信令部分的位置，对信令部分进行译码并检查其中所包含的CRC信息，根据CRC信息是否正确以及所检测到的同步序列情况进行同步错帧判定发送端在构成同步帧的时候需要选择分段不同的同步序列，以及一段带有导频信息的编码序列，为了译码的速度和性能，可以考虑采用扩频后的里德-穆勒码(ReedMuller，RM码)。
同步帧的构成如图2示，包含以下步骤：同步帧由前、中、后三部分构成；
同步帧前后部分需要选择两段相同长度的不同同步序列进行互相关运算，同步序列可以选择自相关特性较好的序列，即具有尖锐的相关峰，可以采用m序列，且由于序列不同，在互相关时可以准确定位同步帧中信令部分的位置。两段同步序列的距离最好大于信道的相干时间，可以对信道的多径衰落情况做更好的估计。对于一段512Bits长度的伪随机序列，可以由生成多项式X9+X7+X6+1和X9+X6+X5+1生成伪随机训练对，此时生成的序列长度511Bits，可以在末尾补零达到长度512Bits。
同步帧中间部分主要包含信令信息，首先需要对信令信息进行CRC编码，已经添加了CRC信息的信令信息由LTE规定的RM编码方式进行编码，但是此时的序列长度较短，不能够很好抵抗信道的干扰，因此再进行直接序列扩频，最后将导频以等间隔的方式插入到扩频后的序列中，
同步帧的导频和数据帧中的导频采用的是相同的构造方法，为了在利用导频进行信道估计的时候仅通过一次相关运算获得多径信息，导频的构造采用类似于OFDM系统中循环前缀和循环后缀的方式，如图3示。中间的两段表示原始的序列，可以采用ZC 序列或者m序列，第一段通过复制原始序列的后半段得到，同理，最后一段通过复制原始序列的前半段得到。
粗同步时，需要计算相关值并与门限进行比较，由于数据是一块一块进行处理的，且由于信道的干扰，在粗同步的过程中，将会获得多个超过门限的相关值，粗同步的目的就是找出这些超过门限的相关值。在计算粗同步过程中的相关值时，接收信号通常是多倍采样的，即一个码元对应多个样点，需要对多倍采样率下的接收信号进行抽取得到单倍采样的接收信号，利用简化的频偏试探的方法计算单倍采样接收信号与本地同步序列之间的相关值，经过功率归一化后作为同步判决变量M(d)，具体公式如下：
Figure BDA0003063831650000071
Figure BDA0003063831650000072
M(d)＝P(d)/R(d) (17)
其中，所计算得到未功率归一化的相关值为P(d)，多倍采样率下的接收信号序列为r(d)，本地同步序列经过星座映射得到s(d)，*表示共轭计算，d为当前定时估计的定时点计算位置，N为同步序列的长度，Δf为频偏试探的步长，fs为采样率，L为每个符号持续的样点数，
Figure BDA0003063831650000081
为频偏试探的序号，取决于试探次数tn。
根据同步帧中的两段同步序列可以得到两部分同步判决变量，若两端不同同步序列的同步判决变量任一超过各自的判决门限，则认为粗同步成功，其中判决门限G(d)设置为当前时刻前一部分同步判决变量中的最大值乘一个固定系数ρ得到，Td是由最大多径时延确定，W则表示自己设定的长度，具体公式如下：
G(d)＝ρ×max{M(d-W),…,M(d-Td)} (18)
但是在实际使用时，相关值计算的复杂度和频偏试探的次数是成正比的，当频偏试探的补偿较小，频偏试探的次数较大时，粗同步部分计算相关值的计算复杂度通常是不能忍受的。因此为了减少相关值计算的复杂度，通过将每一点都进行不同的相位补偿改为认为多个点的用相同的相位进行补偿，即可对相关值的序列进行了简化，简化后的具体公式如下：
Figure BDA0003063831650000082
Figure BDA0003063831650000083
以每段长为lp的方式将长为N的同步序列分成了Np段，认为每一段内部的相位是一致的，先在当前样点d时刻，将第p段序列与经过星座映射的本地同步序列s(d)进行相关得到部分相关值rp(d,p)，通过对分段相关的结果进行频偏试探，取最大的相关值最为最终的相关值P'(d)。其中fs为采样率，Δf为频偏试探的步长，L为每个符号持续的样点数
Figure BDA0003063831650000084
为频偏试探的序号，取决于试探次数tn。
粗同步成功后，只是得到同步帧的大致范围，但是没有对多径情况和帧同步具体位置做进一步的判断，而且粗同步的过程中，为了降低复杂度，避免一些不必要的运算，在计算相关值的时候需要在粗略降采样的基础上进行计算，还需要确定降采样的具体偏移值。因此需要确定细同步时计算相关值的区间，也就是本文所述的搜索区间。
取粗同步时相关值序列中超过门限样点位置dRough左右两侧一定数量点为搜索区间，若当前采样率为fs，最大多径时延为τmax，取左右两侧点的数量各为2fsτmax个点。通常过门限的位置有多个，那么将生成多个搜索区域，将所有的搜索区域合并为一个更大的搜索区间即可。
确定好搜索区间后，需要计算搜索区间内每一个点的相关值用于进一步的帧定时同步。相关值的计算公式如式21所示。
Figure BDA0003063831650000091
其计算相关值原理与完整的频率试探计算原理相同，但是考虑到该算式的复杂度较高，且粗同步时已经对最佳的频偏补偿值有一个较为准确的估计，因此将式15中的频偏试探序号k，修改为粗同步时试探出来的最佳频偏试探序号kbest。
由于本方案的同步帧在不同的位置插入了两段不同的同步序列，可以对多径情况进行更多的分析。若两段不同的同步序列均通过了粗同步的检测，在经过细同步的相关值计算之后，将得到两段相关值序列，按照同步头中两段同步序列的距离，对两段相关值序列进行偏移后叠加。这样的好处是，当其中一段同步序列由于衰落和噪声的原因而不能发现某一条径的时候，可以有机会通过另外一段同步序列得到对该径的估计，从而更好的进行帧定时同步。若两段不同的同步序列只有一段通过了粗同步的检测，则该步骤可以省略。
在经过一系列相关值的修正之后，就可以进行进一步的确定合适的同步帧起始位置。
首先进行聚类，以修正后相关值序列中的最大相关值乘上一个系数作为门限，筛选出修正后的相关值序列中超过门限的值视为有效径，利用聚类的思想将连在一起的有效径归为同一类，认为该类表示径和径的旁瓣。其中，上述的系数应根据信道条件做适当调整，当系统工作的信噪比条件较高时，系数设定为较大的值，当信噪比较低时，该系数需要适当减小；
设定最大窗长，进行精确帧定时同步的时候，本设计的导频采用了与OFDM中循环前缀和循环后缀相同的构造方法，即采用ZC序列或者m序列作为原始导频序列后，将原始序列的后半段复制到开头，并将原始序列的前半段复制到结尾即可。这样就可以由一次估计操作对多径情况进行估计，而且在信道估计均衡的时候，可以根据多径的信息对结果进行优化。因此需要对帧定时同步位置进行更准确的判断，得以在做信道估计的时候包含更多的多径信息。而导频所估计的最大的多径长度是有限的，帧定时的步骤等效于去确定一个有限长度的窗的起始位置，使得导频能在该窗内得到更多的多径信息；
包含每个类的最大相关值，在窗的定位的过程中，初始设置当前窗长为0，在不超过窗最大长度的前提下，窗以相关值从大到小的顺序优先将每个聚类中最大的相关值包含进窗内，同时对当前窗进行相应的扩展；
包含剩余相关值，然后将剩余还未包含在窗内的所有有效径按照相关值从大到小的顺序，依次试图全部包含，同样窗长不能超过最大长度的限制；
扩展至最大窗长，若已经包含所有有效径的情况下，仍未达到最大窗长，那么窗向左右两侧均匀伸长，但为了抵抗晶振偏差所导致的同步位置的偏移，优先向端点处相关值更大的一侧伸长。
为了具体说明同步帧起始位置的确定方法，下面将结合实例进行说明，过程如图4所示，
图4中横坐标表示所表示的位置，竖着的箭头表示修正后的相关值，已经经过有效径的筛选后只剩下4个相关值。并且假设窗的长度最大为8，其具体的步骤如下：
首先在图4(a)中进行聚类，将连在一起的相关值认为是同一类，这样在图中就得到了两类路径信息，当然在实际使用的时候可以采用其他的策略；
在图4(b)中，需要包含每个类的最大相关值。发现第一类的最大相关值最大，因此优先将第一类中的最大有效值包含进有效窗，此时的有效窗长度为1；
在图4(c)中，试图将第二类的最大相关值包含进有效窗，包含后有效窗的长度为4，小于最大有效窗长，是一次有效的包含；
到图4(d)时，剩余的有效相关值只剩下位置为1的地方还未包含，试图将剩余的有效值从大到小的顺序进行包含。包含后有效窗的长度为5，仍然小于最大窗长8，因一次有效的包含；
在图4(e)中，已经将所有的有效相关值都包含进了有效窗，但是有效窗的长度还未达到最大窗长8，还需要将有效窗扩展至最大窗长。为了更好的抵抗晶振偏差所导致的同步位置的偏移，需要优先向端点处相关值更大的一侧伸长，因此最后的窗的范围为 -1到6。
最后可以利用RM码信息对虚警做一定的判别，由于RM码内的信令部分含有一定的CRC信息，可以利用CRC判断RM译码是否正确，当两段不同的同步序列都被捕获到，且两段同步序列位置的距离与同步帧中这两段同步序列的距离相近，则认为是这是正确同步。当两段同步序列只有一段被捕获时，则需要判断RM码译码是否正确，如果 CRC校验正确，则认为是正确同步；如果CRC校验错误，则认为是同步错误，可以认为此次同步是虚警的情况。
本发明通过利用两段不同的同步序列的方式，在同步序列之间的距离大于信道的相干时间时，可以在不同信道衰落的情况下对多径信息进行更全面的估计，并且通过对多径信息的整理，可以在帧定时同步的时候有更多的判断依据，通过采用对相关值先聚类，先依据各个聚类中的最大值进行定时判断，然后根据剩余的相关值进行后续的定时判断，可以有效的降低由于衰落对多径下帧定时同步的影响，而且通过采用带CRC的RM 码辅助的方式，携带信令信息的同时，可以对虚警概率进行降低。经过仿真验证，本设计的帧定时同步算法性能可以在多径衰落的信道下，对系统性能有较好的增益。并且在较低的信噪比下，依然能够提供比较好的性能增益。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于分段序列的抗衰落同步方法，其特征在于，该方法用于OFDM系统中，所述的方法包含如下步骤：
步骤1：对接收信号进行粗同步，接收信号为多倍采样信号，即一个码元对应多个样点，需要先抽取得到单倍采样下的接收信号，利用简化的频偏试探的方法计算单倍采样信号与本地同步帧中相同同步序列之间的互相关并得到相关值序列，如果检测到相关值序列中有相关值超过设定的门限，则认为检测到同步帧，进行后续步骤，否则继续计算相关值与门限比较；
步骤2：根据最大多径时延，在多倍采样的接收信号中取粗同步中超过门限相关值前后一定范围作为多倍采样下的搜索区域；
步骤3：细同步时，对多倍采样下的搜索区域中的每一点计算互相关值，得到新的相关值序列；
步骤4：由于同步帧中含有分段不同的同步序列，每段同步序列都将计算得到一段相关值序列，因此在细同步时计算得到多段相关值序列，对多段相关值序列对齐叠加得到修正后的相关值序列；
步骤5：筛选有效径，利用聚类的方法将连在一起的有效径归为同一类，先依据每个类中的最大有效径进行初步的帧定时同步，再依据剩余的有效径完成帧定时同步；
步骤6：按照帧定时同步的结果确定同步帧中信令部分的位置，对信令部分进行译码并检查其中所包含的CRC信息，根据CRC信息是否正确以及所检测到的同步序列情况进行同步错帧判定。
2.根据权利要求1所述的基于分段序列的抗衰落同步方法，其特征在于，同步帧的具体生成步骤如下：
同步帧由前、中、后三部分构成；同步帧前后部分需要选择两段相同长度的不同同步序列进行互相关运算，同步序列选择自相关特性较好的序列，即具有尖锐的相关峰的序列，同步序列由多段不同的m序列构成，且由于序列不同，在互相关时准确定位信令部分位置；同步帧中间部分包含带CRC校验信息的信令信息，信令信息先由LTE规定的里德-马勒(ReedMuller,RM)编码方式进行编码，然后经过DSSS直接序列扩频，最后将导频以等间隔的方式插入到扩频后的序列中，其中导频采用m序列。
3.根据权利要求1所述的基于分段序列的抗衰落同步方法，其特征在于，同步帧中多段不同的同步序列为两段不同的同步序列。
4.根据权利要求2所述的基于分段序列的抗衰落同步方法，其特征在于，步骤1具体包含如下子步骤：
首先，步骤1中相关值序列的相关值，经过功率归一化后作为同步判决变量M(d)，具体公式如下：
Figure FDA0003614219150000021
Figure FDA0003614219150000022
M(d)＝P(d)/R(d) (3)
其中，所计算得到未功率归一化的相关值为P(d)，多倍采样率下的接收信号序列为r(d)，本地同步序列经过星座映射得到s(d)，*表示共轭计算，d为当前定时估计的定时点计算位置，N为同步序列的长度，Δf为频偏试探的步长，fs为采样率，L为每个符号持续的样点数，
Figure FDA0003614219150000023
为频偏试探的序号，取决于试探次数tn；
根据同步帧中的两段同步序列得到两部分同步判决变量，若两段不同同步序列的同步判决变量任一超过各自的判决门限，则认为粗同步成功，计算判决门限的具体公式如下：
G(d)＝ρ×max{M(d-W),…,M(d-Td)} (4)
其中，判决门限G(d)设置为当前时刻前一部分同步判决变量中的最大值乘一个固定系数ρ得到，Td是由最大多径时延确定，W则表示自己设定的长度；
最后，为了在粗同步时，减少相关值计算的复杂度，对相关值的序列进行了简化，简化后的具体公式如下：
Figure FDA0003614219150000024
Figure FDA0003614219150000025
以每段长为lp的方式将长为N的同步序列分成了Np段，认为每一段内部的相位是一致的，先在当前样点d时刻，将第p段序列与经过星座映射的本地同步序列s(d)进行相关得到部分相关值rp(d,p)，通过对分段相关的结果进行频偏试探，取最大的相关值最为最终的相关值P'(d)，其中fs为采样率，Δf为频偏试探的步长，L为每个符号持续的样点数，
Figure FDA0003614219150000031
为频偏试探的序号，取决于试探次数tn。
5.根据权利要求1所述的基于分段序列的抗衰落同步方法，其特征在于，步骤2中所述搜索区域，取粗同步时相关值序列中超过门限的样点位置dRough左右两侧一定数量点为搜索区间，若当前采样率为fs，最大多径时延为τmax，取左右两侧点的数量各为2fsτmax个点，通常过门限的位置有多个，那么将生成多个搜索区域，将所有的搜索区域合并。
6.根据权利要求4所述的基于分段序列的抗衰落同步方法，其特征在于，步骤3对多倍采样下的搜索区域中每一点计算互相关值的具体过程如下：
Figure FDA0003614219150000032
公式7计算相关值原理与完整的频率试探计算原理相同，但是考虑到该算式的复杂度较高，且粗同步时已经对最佳的频偏补偿值有一个较为准确的估计，因此将公式1中的频偏试探序号k，修改为粗同步时试探出来的最佳频偏试探序号kbest。
7.根据权利要求1所述的基于分段序列的抗衰落同步方法，其特征在于，步骤4利用两段不同同步序列的到的互相关值序列对相关值序列进行修正的具体过程如下：
若两段不同的同步序列均通过了粗同步的检测，那么将得到两段相关值序列，按照同步头中两段同步序列的距离，对两段相关值序列进行偏移后叠加得到修正后的相关值序列，若两段不同的同步序列只有一段通过了粗同步的检测，则该步骤省略。
8.根据权利要求1所述的基于分段序列的抗衰落同步方法，其特征在于，步骤5中需要先对相关值序列进行有效径的判断，其具体过程如下：
步骤5-1：首先进行聚类，以修正后相关值序列中的最大相关值乘上设定的系数作为门限，筛选出修正后的相关值序列中超过门限的值视为有效径，利用聚类的思想将连在一起的有效径归为同一类，即认为是一条径及其旁瓣或者是多个径因为距离过近而连在一起，其中，上述的系数随信噪比条件做调整，信噪比条件越大，系数设定的越高；
步骤5-2：设定最大窗长，进行精确帧定时同步的时候，导频采用了与OFDM中循环前缀和循环后缀相同的构造方法，由一次估计操作对多径情况进行估计，并且根据多径的信息对均衡的结果进行优化，因此需要对帧定时同步位置进行更准确的判断，得以在做信道估计的时候包含更多的多径信息，而导频所估计的最大的多径长度是有限的，帧定时的步骤等效于去确定一个有限长度的窗的起始位置，使得导频能在该窗内得到更多的多径信息；
步骤5-3：包含每个类的最大相关值，在窗的定位的过程中，初始设置当前窗长为0，在不超过窗最大长度的前提下，窗以相关值从大到小的顺序优先将每个聚类中最大的相关值包含进窗内，同时对当前窗进行相应的扩展；
步骤5-4：包含剩余相关值，然后将剩余还未包含在窗内的所有有效径按照相关值从大到小的顺序，依次试图全部包含，同样窗长不能超过最大长度的限制；
步骤5-5：扩展至最大窗长，若已经包含所有有效径的情况下，仍未达到最大窗长，那么窗向左右两侧均匀伸长，但为了抵抗晶振偏差所导致的同步位置的偏移，优先向端点处相关值更大的一侧伸长。
9.根据权利要求1所述的基于分段序列的抗衰落同步方法，其特征在于，步骤6中根据RM码译码情况和CRC校验信息进行同步错帧判定，其具体过程如下：
由于RM码内的信令部分含有一定的CRC信息，利用CRC判断RM译码是否正确，当两段不同的同步序列都被捕获到，且两段同步序列位置的距离与同步帧中这两段同步序列的距离相近，则认为是这是正确同步，当两段同步序列只有一段被捕获时，则需要判断RM码译码是否正确，如果CRC校验正确，则认为是正确同步；如果CRC校验错误，则认为是同步错误，忽略此时同步。
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